Антиподы. Альберт Эйнштейн и другие люди в контексте физики и истории - Евгений Беркович

Газоразрядная трубка с «окном Ленарда»

Филипп Ленард принадлежал к когорте блестящих физиков-экспериментаторов, которыми славилась в то время Германия. В 1892 году он усовершенствовал «разрядную трубку», ставшую на время основным инструментом в опытах по исследованию микромира. Устройство этого прибора очень простое: стеклянная трубка, в которую впаяны два электрода, к ним прикладывалось высокое напряжение. Из трубок откачивали воздух, и при определенном разрежении между отрицательным электродом, катодом, и положительным, анодом, начинал протекать электрический ток. Внутренность трубки при этом светилась голубоватым светом. Считалось, что это свечение – особые, катодные, лучи.

Сейчас мы знаем, что катодные лучи – это электроны, несущиеся от катода к аноду под воздействием электрического поля. Синеватое свечение внутри трубки – свет, электромагнитное излучение, которое испускают атомы газа, возбуждаемые столкновениями с электронами.

Джозеф Джон Томсон

Ленард тщательно исследовал катодные лучи, фактически доказав, что это поток каких-то мельчайших частиц. До обнаружения электрона ему оставался лишь один шаг, но историческое открытие сделал другой физик – англичанин Джозеф Джон Томсон[7] – в 1897 году. Годом ранее Ленард сам демонстрировал английским коллегам свои опыты с катодными лучами. Дж. Дж. Томсон весьма заинтересовано следил за экспериментами Ленарда и быстро сообразил, что они на самом деле означают. Когда в 1906 году британский ученый получил Нобелевскую премию за свое достижение 1897 года, он даже не вспомнил о молодом немецком физике, проложившем своими трудами дорогу к открытию электрона.

Вильгельм Конрад Рентген

Ни одного слова благодарности Ленард от Дж. Дж. Томсона так и не дождался.

Похожая история произошла и с открытием рентгеновских лучей. Ленард передал Вильгельму Конраду Рентгену[8] свою разрядную трубку, с помощью которой и были в 1895 году открыты таинственные «Х-лучи», позволявшие видеть кости под кожей человека. За это профессор Рентген получил в 1901 году самую первую Нобелевскую премию по физике и тоже не упомянул заслуг Ленарда в этом открытии.

Эта неблагодарность коллег-ученых всю жизнь не давала Ленарду покоя.

«Это были счастливые годы»

Как и его кумир Адольф Гитлер, Филипп Ленард вырос не в Германии, а в Австро-Венгерской империи. Только фюрер немецкого народа родился в австрийском Браунау, а второй немецкий нобелевский лауреат по физике – в городе Прессбурге, входившем в состав Венгерского королевства.

Прессбург в середине XIX века. Картина художника Рудольфа фон Альта (1812–1905)

Отец будущего физика владел в этом городе – ныне это столица Словакии Братислава – винным магазином. Филипп родился 7 июня 1862 года. О своем взрослении Ленард подробно рассказал в автобиографии, которую он многозначительно назвал «Воспоминания естествоиспытателя, жившего во времена Кайзеровского рейха, еврейского господства и Гитлера». Под «еврейским господством» здесь имеется в виду Веймарская республика. Объемная рукопись, готовившаяся в 1931–1943 годах, при жизни автора опубликована не была. Она увидела свет только в наши дни [Schirrmacher, 2010].

Как обычно, отец хотел, чтобы сын продолжил семейное дело, но мальчик не проявлял к торговле вином никакого интереса. После окончания венгерской школы Филипп несколько лет метался между сыновним долгом и желанием стать ученым. То он работал в магазине отца, то изучал естествознание и химию в политехническом институте Вены и в университете Будапешта. Результатами обучения Ленард остался недоволен – почти все, что рассказывали на лекциях, он уже знал из прочитанных в школе книг.

Роберт Бунзен, Густав Кирхгоф

Наконец, когда ему исполнился двадцать один год, окончательное решение было принято: Ленард едет в Германию, чтобы получить достойное образование. Отец смирился с тем, что его сын не создан для торговли. С 1883 по 1886 годы Филипп изучает физику и химию в Гейдельбергском университете.

Лекции по химии читал знаменитый профессор Роберт Бунзен[9] (помните из школьного курса химии «горелку Бунзена»?), внедривший в науку вместе со своим другом физиком Густавом Кирхгофом[10] (помните знаменитые «законы Кирхгофа»?) методы спектрального анализа (1859 г.).

Совместная работа физика Кирхгоффа и химика Бунзена позволила добиться выдающегося результата: по крупинке вещества ничтожной массы в доли миллиграмма можно было точно определить, какие элементы присутствуют в этом образце, и в каком процентном отношении. Более того, изучая свет от Солнца и других небесных объектов, можно было установить их химический состав.

О философском значении этого достижения говорит такой забавный факт. Умерший за два года до открытия Кирхгоффа и Бунзена философ Огюст Конт утверждал в духе предложенного им нового подхода к науке – позитивизма, – что не нужно заниматься заведомо нерешаемыми проблемами, и в качестве примера привел как раз задачу определения химического состава далеких звезд. Как был бы удивлен Огюст Конт, если бы узнал, что в 1868 году по результатам исследования солнечного спектра был открыт новый химический элемент, названный впоследствии «гелием».

Филиппу Ленарду, безусловно, повезло, что он попал к таким учителям. У Бунзена учились молодые люди из разных стран, в том числе и из России. Некоторые из его учеников стали классиками: Д. И. Менделеев, К. А. Тимирязев, А. Г. Столетов…

Огюст Конт

Как было принято в то время, Филипп не ограничился занятиями в одном университете, два семестра он провел в Берлине, где слушал лекции самого Гельмгольца. Завершилось университетское образование Ленарда защитой докторской диссертации в Гейдельберге под руководством профессора Квинке.[11] Эта фамилия известна современному читателю, скорее всего, благодаря младшему брату профессора – Генриху, талантливому врачу, чьим именем назван «отёк Квинке», знакомый многим аллергикам.

Георг Герман Квинке

После защиты диссертации нужно было найти место работы, которое бы не просто обеспечивало сносную жизнь, но и предоставляло условия для проведения физических экспериментов, без которых Ленард уже не мог обойтись. Найти подходящую лабораторию оказалось непросто. Полгода он провел в Будапеште, где требуемых условий для физических опытов практически не было. К счастью, освободилось место ассистента в Гейдельберге, и профессор Квинке пригласил своего бывшего ученика к себе.